1.Л.Н. Никольский, и.Ю. Зинуров. «Оборудование и проектирование электросталеплавильных цехов». М: «Металлургия» 1993 год с 272.

2.Д.Я. Поволоцский, В.Е.Рощин, Н.В. Мальков. «Электрометаллургия стали и ферросплавов» М: «Металлургия» 1995 год с 592.

3.А.В.Егоров. «Расчет мощности и параметров электроплавильных печей». М: МИСиС , 2000год с 272.

4.Якушев А.М. «Проектирование электросталеплавильных и доменных цехов». М: Металлургия, 1984, - 214 с.

5.Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Якушев А.М. «Конструкция и расчет машин и агрегатов металлургических заводов:» учебник для вузов. М: ИКЦ «Академкнига», 2003.- 456 с.: ил

Қосымша әдебиет

6.Начала Металлургии: Учебник для вузов. В.И. Коротич, С.С. Набойченко, А.И. Сотников, С.С. Грачев, Е.Л. Фурман, В.Б. Ляшков. Екатеринбург: УГТУ, 2000 год. С 392

7.Ж.И. Кузбаков, Ж.О. Нурмаганбетов. «Конструкция и проектирование электродуговых сталеплавильных и ферросплавных печей». АГУ им. К. Жубанова. 2004 год с 37.

Дәріс 2

Электр пештері

Жоспар:

1.Электр пештерінің жіктелуі мен тағайындалуы.

2.Пеш кедергісі. Доғалы электр пеш.

3.Плазмалық доғалы пеш. Электронды – сәулелі пеш

4.Индукционды пештер. Сәулелі пештер.

Электрлік пештер.

Электрлік пештердің келесідей түрлері бар: кедергі, доғалы, индукциялы және электронды қыздыру. Кедергі пештерінің жұмыс жасау принципі электрлік кедергіге ие өткізпен ток өту кезінде жылудың бөлінуіне негізделген. Өткізгіште бөлінетін жылудың мқлшері Дж/ленц заңы бойынша тоқ күшінің квадратына, өткізгіштің электрлік кедергісіне пропорциянал:

Тоқ күшімен кедергінің мәнін таңдау қатты металдың қажетті температураға дейін қыздырылуы немесе оның балқуы үшін қуатты өндіреді. Волфрамды штабиктерді пісіре үшін пеште қыздыру элементінің жұмысын штабиктің өзі атғарады (2.7.9 қара). Электроқожды қайта балқыту құрылғысында (2.47) жылу кедергі ролін атқаратын балқытылған қож арқылы электр тогы өткен кезде жылу бөлінеді.

Доғалы электр пештірінің жұмыс жасау принципі газ фазасында разряд формасының бірі болып табылатын электр доғасында электр энергиясының жылу энергиясының түрленуіне негізделген. Мұндай разряд кезіндегі салыстырмалы түрде доғаның кішігірім көлемінде үлкен қуаттылықтың үлкен мәніне жетуге және жоғары температураға (3000 С) қол жеткізуге мүмкіндік береді. Жанама қыздыру пештерінде (2.48 сурет) доға электродтардың арасында жанады. Тура қыздыру пештерінде доға балқытылып жатқан немесе балқытылған метал мен электродтың арасында жанады. (сурет 2.102 227 б) Жылудың доғадан металға берілуінің тиімді жағдайын тудыруға болады, өйткені температура көзі металл беткейімен тікелей қатынаста.

Доғалы пештердің қатарына сонымен қатар вакуумды доғалы тура жұмыс жасайтын пештер жатады, бұлар қиын балқитын металдарды балқыту үшін, мұнымен қоса болатты оның қасиеттерін жаксарту мақсатында қайта балқыту үшін қолданылады.

Сурет 2.47 Электроқожды қайта балқыту құрылғысың сұлбасы (ЭҚБ):

1 – қайта балқытылатын металға шығындалатын электрод;

2 – сумен салқындатылатын кристализатор;

3 – балқытылған қож;

4 – қайта балқытылған металдың сұйық ваннасы;

5 – балқытылып жатқан металдың құймасы.

Мұндай пештердің екі нұсқасы бар: шығындалатын және шығындалмайтын электрод.

Шығындалатын электродты пештерде (сурет 2.49,а) доға балқитын электродпен балқытылған металл беткейінің арасында жанады. (сурет 2.48) жанама балқыту электрлік пешінің сұлбасы:

1. электродтар;

2. металл мен шлактың сұйық ваннасы;

3. жұмыс кеңістігінің футеровкасы;

Шығындалатын электродты пештерде (2.49б) доға графитті немесе қиын балқитын металды электродпен балқытып жатқан металл арасында жанады. Бұл нұсқада металды балқыту үшін кенді материалды ұнтақ түрінде доға аумағында енгізеді. Металды аноды бар плазмалы доғалы пештер (сурет 2.50) тура доғалы пештерге жатады, мұнда жылудың көзі болып алдыңғы бағыттағы доғаның сығылуы болып табылады. Және мұндағы токтың тығыздығы әдеттегіге қарағанда жоғары. Энертті газ атмосферасында сығылған газдың температурасы әдеттегіге қарағанда он есе жоғары, яғни бірнеше 10000 дейін жетеді.

Металды электронды қыздыру мен балқыту электрондардың металл беткейімен әсерлесуі кезінде, пайда болған кинетикалық энергия жылулық энергияға айналуына негізделген. Айдап шығаратын кернеу 30-35 кв кұрайды. Сурет 2.49 Шығындалатын (а) шығындалмайтын (б) электродты вакуумды доғалы пештердің сұлбасы:

1. вакуумды камералар;

2. шығындалатын электрод;

3. кристаллизатор;

4. балқытылатын құйма;

5. шикіқұрам материалдарын жеткізуге арналған қоректенгіш;

6. қиын балқитын шығындылмайтын электрод.

2.51 суретте бір электронды пушкасы бар балқыту құрылғысының принципиалды сұлбасы келтірілген.

Э лектронды пушка электрондардың көзі болып табылады және электромагнитті катушканы (линзаларды) фокустейтін анодты толықтай жылдамдығын арттыратын катодтан тұрады. Катодтың қызметін қыздырылатын массифти вольфрамды немесе тантал дискілері атқарады. Электрон ағынын балқыту камерасына күрделі диафрагма арқылы енгізеді. Ірі құймаларды балқытуға арналған аса қуатты пештерде бірнеше электронды пушкалар қолданылады.

Жетісті жұмысы жұмыс кеңістігінде қалдық қысымның төменгі ретінде 0,0013 Па мүмкін. Жоғары дәрежедегі разрядталу, қыздырылатын денеге қатысты электрон ағынының газ малекуласы мен атомдардың әсерлесу энергиясы төмен болуы мүмкін.

Индукциялы пештер – трансформатор негізінде жұмыс жасайды. Жүрексіз индукциялы пештерде (аса қуатты) бірінші текті орам қызметін металл балқитын тигельдің айналасына оралған мысты сумен суытылатын құбыр атқарады. Пештің типіне байланысты бірінші текті 10 герц. Осы катушка бойымен өткенде айнымалы магнитті өріс туады, бұл отқа төзіді материалдан жасалған тигель ішінде электр тоғын тудырады (индукциялайды). Екі орамнын электромагнитті әсерінің нәтижесінде энергияның бөлігі балқыманы араласыруға жұмсалады.

1 – электронды пушканың катоды

2 – анод

3. – вакуумдық жүйедегі құбырша;

4. – электромагнитті катугка (линза);

5. –диафрагма;

6. – шибер;

7. – балқыту камерасы;

8. – электронды агын;

9. – вакуумдық жүйедегі құбырша;

10. - балқытылып жатқан құйма;

11. – сумен салқындатылатын мысты кристализатор;

12. - құйманы тарту механизимі;

13. - қайта балқытылатын өнім (пісірілген штабик);

Электр энергиясы тигелде балқытылған металға беріледі, бірақ энергияның біраз бөлігі жылуға айналып металды қыздыруға жұмсалады. Индукциялы пештер эффективтілігі жоғары агрегат жылулық жоғалымдары минималды технологиялық агрегат яғни жылу металдан бөлінеді.

2.52 суретте атмосфералы қысымда жұмыс жасайтын индукциялы пештің сұлбасы келтірілген. Индукциялы пештер қажеттілігіне байланысты тигель сыйымдылығы бірнеше килограмнан 10-20 тн жетеді. Индукциялы пештер жоғары сапалы қорытпаны балқыту үшін әртүрлі металлургиялық өңдеу кезеңдерінде қолданылады.

Күнді пештері жылы күндерде қиыл балқитын металды күн энергиясын негізінде жұмыс жасайтын пештерде балқытылады.

Мұндай құрылғы диаметрі 50 м дейін параболалық айнаға күн сәулесін әкететін көптеген айна-гелестаттардан тұратын құрылғы. Өндіріп алған саулені параболалық айна температурасы 3500С жететін пештің балқыту кеңістігінде жұқа бумаға жинақталады. Мұндай пештің қуаттылығы электр энергиясының 1000 Кв эквивалентті осы тектес Пиренияда жасалған пештің өнімділігі куніне 2,5 тонна цирконияга дейін жетеді. Күнді пештердің артықшыдықтарының бірі бұл қоспалардың құрамы боынша металдардың тазалығы жоғары болып келеді. Басқа жағынан металдың өзіндік құнынан жылулық энергияның шығынның қосылмауы мүмкін емес. Электр энергиясының минималды мөлшері күннің күмбезде орын ауыстыру мөлшері бойынша гелиостарттарды бұратын қозғалтқыштарды қоректендіруге жұмсалады.

Негізгі әдебиет